- •1.2. Основные определения курса. Классификация механизмов, узлов и деталей.
- •1.3. Качество. Критерии качества.
- •1.4. Критерии экономичности.
- •1.5. Критерии надежности.
- •Лекция 2. Требования к деталям, критерии работоспособности.
- •2.1. Основные критерии работоспособности деталей и узлов машин.
- •2.2. Взаимозаменяемость.
- •2.3. Стадии разработки при проектировании деталей и узлов машин.
- •Лекция 3. Прочность при переменных напряжениях.
- •3.1. Циклы напряжений в деталях машин.
- •3.2.Усталость материалов деталей машин.
- •3.2.1. Влияние концентрации напряжений на предел выносливости.
- •3.2.2. Влияние абсолютных размеров детали на предел выносливости.
- •3.2.3. Влияние качества обработки поверхности на предел выносливости.
- •3.2.4. Влияние упрочнения поверхности на предел выносливости.
- •3.3. Контактная прочность деталей машин.
- •Лекция 4. Сварные соединения.
- •4.1. Общие сведения о сварке.
- •4.2. Классификация сварных соединений.
- •4.3. Расчет на прочность сварных соединений.
- •4.3.1. Расчет сварных стыковых соединений.
- •4.3.2. Расчет сварных нахлесточных соединений.
- •4.3.3. Расчет сварных тавровых соединений.
- •4.4. Допускаемые напряжения для сварных швов.
- •Лекция 5. Соединения с натягом.
- •5.1. Общие сведения.
- •5.2. Расчет соединений с натягом.
- •5.3. Определение расчетного натяга.
- •5.4. Проверочный расчет на прочность соединяемых деталей.
- •Лекция 6. Шпоночные и шлицевые соединения.
- •6.1. Шпоночные соединения.
- •6.2. Напряженные шпоночные соединения.
- •6.3. Ненапряженные шпоночные соединения.
- •6.4. Расчет шпоночных соединений.
- •6.5. Шлицевые соединения.
- •6.6. Соединения с прямобочным профилем зубьев.
- •6.7. Соединения с эвольвентными зубьями.
- •6.8. Соединения с треугольным профилем.
- •6.9. Расчет шлицевых соединений.
- •Лекция 7. Резьбовые соединения.
- •Винтовая линия.
- •Метрическая резьба.
- •Соотношение сил в винтовой паре.
- •Условие самоторможения резьбы.
- •Кпд винтовой пары.
- •Распределение нагрузки по виткам резьбы.
- •Лекция 11. Резьбовые соединения.
- •Классы прочности и материалы резьбовых соединений.
- •Допускаемые напряжения в болтах при постоянной нагрузке.
- •Расчет резьбы на прочность.
- •Расчет ненапряженного болтового соединения (стержень болта нагружен только внешней растягивающей силой без предварительной затяжки).
- •Напряженное резьбовое соединение (расчет винта на совместное действие растяжения и кручения).
- •Болтовое соединение нагружено силами, сдвигающими детали в стыке.
- •Эффект эксцентричного нагружения болта.
- •Болт затянут, внешняя нагрузка раскрывает стык деталей.
- •Обозначение стандартизированной резьбы.
- •Лекция 10. Механические передачи.
- •10.1. Общие сведения о механических передачах.
- •Основные кинематические и силовые соотношения в передачах.
- •10.2. Зубатые передачи.
- •10.2.1. Общие сведения о зубчатых передачах.
- •10.2.2. Геометрия прямозубых цилиндрических колес.
- •10.2.3. Особенности геометрии цилиндрических косозубых и шевронных колес.
- •10.3. Точность зубчатых передач.
- •13.2. Ременные передачи.
- •Детали ременных передач.
- •Геометрические зависимости.
- •Силы в передаче.
- •Скольжение ремня и передаточное число.
- •Напряжения в ремне.
- •Расчет ременных передач.
- •Лекция 14. Фрикционные передачи.
- •Основные типы фрикционных передач и вариаторов.
- •Цилиндрическая фрикционная передача.
- •Коническая фрикционная передача.
- •Лобовой вариатор.
- •Торовый вариатор.
- •Клиноременный вариатор (вариатор с раздвижными конусами).
- •Дисковые вариаторы.
- •Лекция 15. Цепные передачи.
- •Детали цепных передач.
- •Причины выхода из строя цепных передач.
- •Натяжение и смазывание цепи. Кпд цепных передач.
- •Основные параметры цепных передач.
- •Силы в ветвях цепи.
- •Расчет цепных передач.
10.2.2. Геометрия прямозубых цилиндрических колес.
Профили зубьев зубчатых колес выполнены по эвольвенте. Эвольвента (кривая BC на рис. 10.4) - это кривая, описываемая точкой отрезка, перекатываемого без скольжения по окружности; эту окружность называют основной. Эвольвентный профиль обеспечивает постоянство передаточного отношения передачи, высокую прочность и долговечность зубьев колес, относительно малое скольжение на рабочих поверхностях зубьев и, следовательно, высокий КПД. Благодаря этим свойствам колеса с зубьями эвольвентного профиля получили широкое применение в машиностроении.
Г
Рис. 10.4.
и - диаметры окружностей выступов зубьев;
и - диаметры окружностей впадин зубьев;
и - диаметры делительных окружностей шестерни и колеса (на делительном диаметре толщина зуба равна ширине впадины, а их сумма - окружному делительному шагу);
и - диаметры начальных окружностей шестерни и колеса (начальные окружности перекатываются одна по другой без скольжения). Для зубчатых колес, нарезанных без смещения, и ;
и - диаметры основных окружностей шестерни и колеса;
- высота зуба, где - высота головки зуба; - высота ножки зуба (причем, обычно , );
- угол зацепления стандартизован и равен (угол между линией зацепления и прямой, перпендикулярной межосевой линии);
- активная линия зацепления (траектория общей точки контакта сопряженных зубьев при ее движении);
Рис. 10.6.
- угол наклона зубьев (угол между плоскостью, проходящей через ось зубчатого колеса и боковой поверхностью зуба), см. рис. 10.6, б и в. Угол наклона:
- для косых зубьев ;
- для шевронных зубьев .
- окружной шаг зубьев (расстояние между одноименными профилями (точками) соседних зубьев по дуге концентрической окружности (делительной, начальной и т.д.) зубчатого колеса), см. рис. 10.6, а, б, в;
- нормальный шаг зубьев (косых, шевронных и арочных); кратчайшее расстояние (по нормали к профилю зуба) по одной из соосных поверхностей (делительной, начальной и т.д.) зубчатого колеса, см. рис. 10.6, б и в:
.
У прямозубых колес (рис. 10.6, а).
- радиальный зазор между головкой и впадиной зубьев сопряженного колеса;
- межосевое расстояние, мм:
.
Знак минус подставляют для внутреннего зацепления.
При работе передачи в зацеплении находится одновременно одна или несколько пар зубьев. Количественной оценкой многопарности зацепления является коэффициент торцевого перекрытия:
,
где - длина активной линии зацепления (). Например, если коэффициент торцевого перекрытия , то это значит, что времени работы передачи в зацеплении находится одна пара зубьев, а времени работы передачи - две пары зубьев.
На практике для расчета пользуются приближенной формулой:
.
В прямозубых передачах коэффициент торцевого перекрытия (обычно ), в косозубых, шевронных и с круговым зубом - . С увеличением коэффициента перекрытия повышается плавность зацепления зубьев, уменьшаются динамические нагрузки на них и снижается шум, возникающий при работе передачи. Поэтому в быстроходных и высоконагруженных передачах вместо прямых зубьев применяют косые, шевронные и арочные зубья.
Для прямозубых колес длина окружности делительного диаметра связана с числом зубьев и шагом :
⇒ ,
где - окружной модуль зубьев. Тогда для косых, шевронных и арочных зубьев модуль определяется также в нормальном направлении и называется нормальным модулем:
.
Для прямых зубьев .
Так как делительная окружность является базовой при определении размеров зубьев, то размеры зубьев цилиндрических зубчатых колес вычисляют по делительному нормальному модулю, который называют модулем зацепления . Модуль зацепления - основная характеристика размеров зубчатых и червячных колес. Модули стандартизованы в диапазоне мм (ГОСТ 9563-60).